DE3730885A1 - Fuel for Otto engines (spark ignition engines) - Google Patents
Fuel for Otto engines (spark ignition engines)Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Kraftstoffe für Ottomotoren mit einem Gehalt an Copolymeren aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid, wobei die Carboxylgruppen der Copolymeren teilweise in Form der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze und der Rest der Carboxylgruppen in Form von Ester- und/oder Amidgruppen und/oder Ammoniumsalzgruppen vorliegen.The invention relates to fuels for gasoline engines containing Copolymers of olefins or cycloolefins and maleic anhydride, where the carboxyl groups of the copolymers partly in the form of the alkali metal or alkaline earth metal salts and the rest of the carboxyl groups in the form of ester and / or amide groups and / or ammonium salt groups.
Aus der DE-OS 36 20 651 ist bekannt, zur Verhinderung oder Minderung von Abnutzungserscheinungen an den Auslaßventilen oder Ventilsitzen von Ottomotoren, den Kraftstoffen geringe Menge von Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen von bestimmten Derivaten der Bernsteinsäure zuzusetzen. Die Verbindungen haben jedoch den Nachteil, daß sie in den Ottomotoren nicht korrosionsmindernd wirken.From DE-OS 36 20 651 is known for the prevention or reduction of Signs of wear on the exhaust valves or valve seats of Gasoline engines, small amounts of alkali metal or fuels Alkaline earth metal salts of certain derivatives of succinic acid to add. However, the compounds have the disadvantage that they are in the Otto engines do not reduce corrosion.
Es bestand daher die Aufgabe, Stoffe zu finden, die neben der Verhinderung oder Minderung von Abnutzungserscheinungen an den Ventilen von Ottomotoren gleichzeitig die Korrosion in den Ottomotoren vermindern.It was therefore the task to find substances that are in addition to prevention or reduction of wear and tear on the valves of gasoline engines at the same time reduce the corrosion in the gasoline engines.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird mit Kraftstoffen für Ottomotoren, enthaltend geringe Mengen von Copolymeren aus Olefinen mit 2 bis 40 C-Atomen und Maleinsäureanhydrid und/oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid mit einer Gesamt-Molmasse von 500 bis 20 000 g pro Mol, wobei die Carboxylgruppen der Copolymeren teilweise mit Alkali oder Erdalkali unter Bildung der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze umgesetzt sind und der Rest der Carboxylgruppen mit Alkoholen und/oder Aminen mit bis zu 50 C-Atomen zu den entsprechenden Ester- und/oder Amidgruppen und/oder Ammoniumsalzen umgesetzt ist.It has now surprisingly been found that this problem is solved with fuels for gasoline engines, containing small amounts of copolymers from olefins with 2 to 40 carbon atoms and maleic anhydride and / or Cycloolefins and maleic anhydride with a total molecular weight of 500 to 20,000 g per mole, the carboxyl groups of the copolymers partially with alkali or alkaline earth to form the alkali metal or Alkaline earth metal salts are implemented and the rest of the carboxyl groups with Alcohols and / or amines with up to 50 carbon atoms to the corresponding Ester and / or amide groups and / or ammonium salts is implemented.
Die neuen Kraftstoffzusätze haben den Vorteil, daß sie die Wirkung üblicher Benzinadditive in den Ottomotoren nicht beeinträchtigen und gleichzeitig das Auftreten von Abnutzungserscheinungen an den Ventilen verhindern oder zumindest stark herabsetzen und weiter überraschenderweise das Auftreten von Korrosion in den Ottomotoren beträchtlich mindern oder gar verhindern.The new fuel additives have the advantage of being effective common gasoline additives in gasoline engines and at the same time the appearance of wear on the valves prevent or at least greatly reduce and further surprisingly considerably reduce the occurrence of corrosion in the gasoline engines or even prevent.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätze werden zweckmäßig in zwei
Verfahrensstufen hergestellt. Die erste Verfahrensstufe ist die
Herstellung der Copolymeren aus den Olefinen mit 2 bis 40 C-Atomen und
Maleinsäureanhydrid bzw. Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid. In der
zweiten Verfahrensstufe erfolgt die Umsetzung der erhaltenen
Olefin/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren bzw. Cycloolefin/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren
mit Alkoholen und/oder Aminen sowie die Bildung der
Salze der Alkali- und Erdalkalimetalle. Um die erforderliche Löslichkeit
der Kraftstoffzusätze zu erreichen, wird man zweckmäßig bei der
Herstellung der Copolymeren aus Olefinen mit geringer Zahl von C-Atomen in
der zweiten Verfahrensstufe längerkettige Alkohole und/oder Amine
verwenden und/oder gegebenenfalls den Anteil der Carboxylgruppen, der mit
den Alkoholen und/oder Aminen umzusetzen ist, erhöhen. Entsprechend kann
man bei der Verwendung von Olefinen mit höherer Zahl von C-Atomen, d. h.
mit entsprechend längeren Alkylketten, für die Herstellung der Copolymeren
in der zweiten Verfahrensstufe Alkohole und/oder Amine mit kürzeren
Alkylketten verwenden bzw. den Anteil der Carboxylgruppen, der mit den
Alkoholen und/oder Aminen umzusetzen ist, erniedrigen.
The fuel additives according to the invention are expediently produced in two process stages. The first stage of the process is the preparation of the copolymers from the olefins having 2 to 40 carbon atoms and maleic anhydride or cycloolefins and maleic anhydride. In the second process stage, the olefin / maleic anhydride copolymers or cycloolefin / maleic anhydride copolymers obtained are reacted with alcohols and / or amines and the salts of the alkali and alkaline earth metals are formed. In order to achieve the required solubility of the fuel additives, it is appropriate to use longer-chain alcohols and / or amines in the preparation of the copolymers from olefins with a small number of carbon atoms in the second process stage and / or, if appropriate, the proportion of the carboxyl groups which are associated with the alcohols and / or to implement amines, increase. Correspondingly, when using olefins with a higher number of carbon atoms, ie with correspondingly longer alkyl chains, alcohols and / or amines with shorter alkyl chains or the proportion of carboxyl groups associated with the To lower alcohols and / or amines.
*Handelsprodukte der Firma Gulf Oil Chemical Company, USA* Commercial products from Gulf Oil Chemical Company, USA
Für die Herstellung der alternierenden Copolymeren aus Olefinen bzw. Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid werden geradkettige und bzw. oder verzweigte Olefine und bzw. oder Cycloolefine mit 2 bis 40 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis 30 C-Atomen verwendet. Von den Olefinen sind solche besonders geeignet, bei denen die Doppelbindung in der 1-Stellung steht. Als Olefine seien beispielsweise genannt: Ethen, Propen, n-Buten-1, Isobuten-1, n-Penten-1, 3-Methylbuten-1, n-Hexen-1, 4-Methylpenten-1, 3,3-Dimethylbuten-1, n-Hepten-1, 4-Methylhexen-1, n-Hepten-1, 5-Methylhexen-1, 4,4-Dimethylpenten-1, n-Okten-1, 2,4,4-Trimethylpenten-1, 2,4,4-Trimethylpenten-2, Diisobuten (Isomerengemisch aus ca. 80% 2,4,4-Trimethylpenten-1 und ca. 20% 2,4,4-Trimethylpenten-2), 4,4-Dimethylhexen-1, Decen-1 (Gulftene 10*), Dodecen-1 (Gulftene 12*), Tetradecen-1 (Gulftene 14*), Hexadecen-1 (Gulftene 16*), Oktadecen-1 (Gulftene 18*), C₂₀-Olefin-1, C₂₂-Olefin-1, C₂₄-Olefin-1, C₂₀-C₂₄-Olefin-1-Fraktion (Gulftene 20-24*), C₂₆-Olefin-1, C₂₈-Olefin-1, C₂₄-C₂₈-Olefin-1-Fraktion (Gulftene 24-28*), C₃₀-Olefin-1 (Gulftene 30+*), C₄₀-Olefin-1 sowie Mischungen untereinander. Geeignete Cycloolefine weisen im allgemeinen 4 bis 16 C-Atome, vorzugsweise 4 bis 12, insbesondere 4 bis 8 C-Atome, auf. Beispielsweise seien genannt Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, Cycloocten.Straight-chain and / or branched olefins and / or cycloolefins having 2 to 40 carbon atoms, preferably 4 to 30 carbon atoms, are used for the production of the alternating copolymers from olefins or cycloolefins and maleic anhydride. Of the olefins, those in which the double bond is in the 1-position are particularly suitable. Examples of olefins are: ethene, propene, n-butene-1, isobutene-1, n-pentene-1, 3-methylbutene-1, n-hexene-1, 4-methylpentene-1, 3,3-dimethylbutene- 1, n-heptene-1, 4-methylhexene-1, n-heptene-1, 5-methylhexene-1, 4,4-dimethylpentene-1, n-octene-1, 2,4,4-trimethylpentene-1, 2,4,4-trimethylpentene-2, diisobutene (isomer mixture of approx. 80% 2,4,4-trimethylpentene-1 and approx. 20% 2,4,4-trimethylpentene-2), 4,4-dimethylhexene-1 , Decen-1 (Gulftene 10 *), Dodecen-1 (Gulftene 12 *), Tetradecen-1 (Gulftene 14 *), Hexadecen-1 (Gulftene 16 *), Oktadecen-1 (Gulftene 18 *), C₂₀-Olefin-1, C₂₂-Olefin-1 , C₂₄-olefin-1, C₂₀-C₂₄-olefin-1 fraction (Gulftene 20-24 *), C₂₆-olefin-1, C₂₈-olefin-1, C₂₄-C₂₈-olefin-1 fraction (Gulftene 24-28 *), C₃₀-olefin-1 (Gulftene 30 + *), C₄₀-olefin-1 and mixtures with each other. Suitable cycloolefins generally have 4 to 16 carbon atoms, preferably 4 to 12, in particular 4 to 8 carbon atoms. Examples include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene.
Als Comonomer Maleinsäureanhydrid kann die übliche am Markt erhältliche Qualität Verwendung finden. Es ist jedoch auch möglich ein Maleinsäureanhydrid einzusetzen, das bis zu 20% andere olefinisch ungesättigte Dicarbonsäureanhydride wie beispielsweise Itaconsäure-, Glutaconsäure-, Methylenmaleinsäure-, Citraconsäureanhydrid enthält.As the comonomer maleic anhydride, the usual commercially available Find quality use. However, it is also possible Maleic anhydride to use that up to 20% other olefinic unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as itaconic acid, Contains glutaconic, methylene maleic, citraconic anhydride.
Die alternierenden Copolymeren weisen Molmassen von 500 bis 20 000 g/mol, vorzugsweise 800 bis 10 000 g/mol, auf. The alternating copolymers have molar masses of 500 to 20,000 g / mol, preferably 800 to 10,000 g / mol.
Die Herstellung erfolgt nach bekannten üblichen Polymerisationsverfahren wie Masse-, Suspensions-, Fällungs- und Lösungspolymerisation und Initiierung mit üblichen Radikalspendern wie beispielsweise Acetylcyclo hexansulfonylperoxid, Diacetylperoxidicarbonat, Dicyclohexylperoxidicarbonat, Di-2-Ethylhexylperoxidicarbonat, tert.-Butylperneodecanoat, 2,2′Azobis(4-methoxi-2,4-dimethylvaleronitril), tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylper-2-ethyl-hexanoat, tert.-Butylpermaleinat, 2,2′Azobis(iso butyronitril), Bis-(tert.-Butylperoxid)cyclohexan, tert.-Butylperoxi isopropylcarbonat, tert.-Butylperacetat, Dicumylperoxid, Di-tert.-Amylperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, p-Methanhydroperoxid, Cumolhydroperoxid und tert.-Butylhydroperoxid und Mischungen untereinander. Üblicherweise werden diese Initiatoren in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-%, berechnet auf die Monomeren Cycloolefin bzw. Olefin + Maleinsäureanhydrid, eingesetzt.The production takes place according to known conventional polymerization processes such as bulk, suspension, precipitation and solution polymerization and Initiation with conventional radical donors such as acetylcyclo hexanesulfonyl peroxide, diacetyl peroxidicarbonate, dicyclohexyl peroxidicarbonate, Di-2-ethylhexyl peroxidicarbonate, tert-butyl perneodecanoate, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), tert-butyl perpivalate, tert-Butylper-2-ethyl-hexanoate, tert-butyl permaleinate, 2,2′Azobis (iso butyronitrile), bis (tert-butyl peroxide) cyclohexane, tert-butyl peroxy isopropyl carbonate, tert-butyl peracetate, dicumyl peroxide, Di-tert-amyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, p-methane hydroperoxide, Cumene hydroperoxide and tert-butyl hydroperoxide and mixtures among themselves. These initiators are usually used in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.2 to 5 wt .-%, calculated on the monomers Cycloolefin or olefin + maleic anhydride used.
Üblicherweise erfolgt die Copolymerisation bei Temperaturen von 40 bis 250°C, vorzugsweise 80 bis 220°C, wobei bei Verwendung von Olefinen mit Siedetemperaturen unterhalb der Polymerisationstemperatur zweckmäßig unter Druck gearbeitet wird. Die Polymerisation wird zweckmäßig unter Luftausschluß, d. h., wenn nicht unter Siedebedingungen gearbeitet werden kann, unter Inertisierungsmittel wie beispielsweise Stickstoff durchgeführt, da Luftsauerstoff die Polymerisation verzögert. Durch Mitverwendung von Redox-Coinitiatoren wie beispielsweise Benzoin, Dimethylanilin, Ascorbinsäure sowie organisch lösliche Komplexe von Schwermetallen wie Kupfer, Kobalt, Mangan, Eisen, Nickel und Chrom kann die Reaktion beschleunigt werden. Die üblicherweise eingesetzten Mengen liegen bei 0,1 bis 2000 Gew.-ppm, vorzugsweise 0,1 bis 1000 Gew.-ppm. Bei der Wahl des Initiators bzw. des Initiatorsystems ist es zweckmäßig, bei der gewählten Polymerisationstemperatur darauf zu achten, daß die Halbwertzeit des Initiators oder des Initiatorsystems weniger als 3 Std. beträgt. Bei 150°C ist beispielsweise die Halbwertszeit von tert.-Butylhydroperoxid weniger als 3 Std. Das Initiatorsystem 1 Gew.-% tert.-Butylhydroperoxid/5 Gew.-ppm Kupfer-II-Acetylacetonat besitzt dagegen schon bei 100°C ein vergleichbares Polymerisationsverhalten wie 1 Gew.-% tert.-Butylhydroperoxid bei 150°C. Wird beispielsweise bei niedriger Temperatur anpolymerisiert und bei höherer Temperatur auspolymerisiert, wird in der Regel mit 2 oder mehr Initiatoren gearbeitet.The copolymerization usually takes place at temperatures from 40 to 250 ° C, preferably 80 to 220 ° C, with when using olefins with Boiling temperatures below the polymerization temperature expediently below Pressure is being worked on. The polymerization is expediently in the absence of air, d. i.e. if it is not possible to work under boiling conditions, carried out under inerting agents such as nitrogen, since Atmospheric oxygen delays the polymerization. By using Redox coinitiators such as benzoin, dimethylaniline, Ascorbic acid and organically soluble complexes of heavy metals such as Copper, cobalt, manganese, iron, nickel and chromium can cause the reaction be accelerated. The amounts usually used are 0.1 to 2000 ppm by weight, preferably 0.1 to 1000 ppm by weight. When choosing the Initiator or the initiator system, it is expedient in the chosen Polymerization temperature to ensure that the half-life of Initiator or the initiator system is less than 3 hours. At 150 ° C for example, the half-life of tert-butyl hydroperoxide is less than 3 hours. The initiator system 1% by weight of tert-butyl hydroperoxide / 5% by weight Copper II acetylacetonate, on the other hand, already has a comparable one at 100 ° C Polymerization behavior as 1% by weight of tert-butyl hydroperoxide 150 ° C. For example, is polymerized at a low temperature and Polymerized out at a higher temperature, usually with 2 or more Initiators worked.
Zur Erzielung niedermolekularer Copolymeren ist es oftmals zweckmäßig in Gegenwart von Reglern zu arbeiten. Geeignete Regler sind beispielsweise Allylalkohole, organische Merkaptoverbindungen wie 2-Merkaptoethanol, 2-Merkaptopropanol, Merkaptoessigsäure, Merkaptopropionsäure, tert.-Butylmerkaptan, n-Butylmerkaptan, n-Octylmerkaptan, n-Dodecyl merkaptan und tert.-Dodecylmerkaptan, die im allgemeinen in Mengen von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eingesetzt werden.It is often useful to achieve low molecular weight copolymers in To work in the presence of regulators. Suitable regulators are, for example Allyl alcohols, organic mercapto compounds such as 2-mercaptoethanol, 2-mercaptopropanol, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, tert-butyl mercaptan, n-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan and tert-dodecyl mercaptan, which are generally in amounts of 0.1 wt .-% to 10 wt .-% are used.
Die genannten Initiatoren, Co-Initiatoren, Regler und Polymerisationstemperaturen sind für alle Polymerisationsmethoden gleichermaßen einsetzbar. Für die Polymerisation geeignete Apparaturen sind z. B. übliche Rührkessel mit beispielsweise Anker-, Blatt-, Impeller- oder Mehrstufen impuls-Gegenstrom-Rührer.The initiators, co-initiators, regulators and polymerization temperatures mentioned can be used equally for all polymerization methods. Suitable apparatus for the polymerization are e.g. B. usual Mixing kettle with, for example, anchor, blade, impeller or multi-stage impulse counterflow stirrer.
Die einfachste Polymerisationsmethode ist die Massepolymerisation. Dabei werden das Olefin und das Maleinsäureanhydrid im molaren Verhältnis in Gegenwart eines Initiators und in Abwesenheit von Lösungsmitteln polymerisiert. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für solche Copolymeren, bei denen das verwendete Olefin 8 und mehr C-Atome besitzt. Zweckmäßigerweise legt man dabei das Olefin bzw. Cycloolefin oder auch ein Gemisch verschiedener Olefine und/oder Cycloolefine im Reaktor vor, erhitzt unter Rühren auf die gewünschte Polymerisationstemperatur und dosiert das Maleinsäureanhydrid, den Initiator und gegebenenfalls Coinitiator sowie Regler innerhalb 1 bis 10 Std., vorzugsweise 2 bis 5 Std., gleichmäßig zu. Es ist dabei zweckmäßig, den Initiator sowie den Coinitiator getrennt in Form von Lösungen in dem zu copolymerisierenden Olefin oder Cycloolefin zuzudosieren. Das Maleinsäureanhydrid läßt sich leicht in Form der auf z. B. 70°C erhitzten Schmelze zu dosieren. Manchmal ist es von Vorteil, Olefin im Überschuß, z. B. 10% Überschuß, einzusetzen, um das Maleinsäureanhydrid völlig auszupolymerisieren. Das überschüssige Olefin oder Cycloolefin kann dann durch Destillation, vorzugsweise unter Vakuum, aus der Copolymerisatschmelze entfernt werden. Das Copolymere läßt sich dann zum erfindungsgemäßen Kraftstoffzusatz direkt in der Schmelze oder auch nach Verdünnen mit einem geeigneten Lösungsmittel umsetzen.The simplest method of polymerization is bulk polymerization. Here the olefin and the maleic anhydride in a molar ratio Polymerized in the presence of an initiator and in the absence of solvents. This process is particularly suitable for such copolymers, in which the olefin used has 8 or more carbon atoms. Conveniently you put the olefin or cycloolefin or a mixture various olefins and / or cycloolefins in the reactor, heated under Stir to the desired polymerization temperature and meter that Maleic anhydride, the initiator and optionally coinitiator and Regulator evenly within 1 to 10 hours, preferably 2 to 5 hours. It is expedient to separate the initiator and the coinitiator into Form of solutions in the olefin or cycloolefin to be copolymerized meter in. The maleic anhydride is easily in the form of e.g. B. 70 ° C heated melt. Sometimes it’s an advantage Excess olefin, e.g. B. 10% excess to use the Completely polymerize maleic anhydride. The excess olefin or cycloolefin can then by distillation, preferably under vacuum, be removed from the copolymer melt. The copolymer can be then directly to the fuel additive according to the invention in the melt or react even after dilution with a suitable solvent.
Weitere Methoden zur einfachen Herstellung von Copolymeren des Malein säureanhydrids mit Olefinen oder Cycloolefinen sind die Fällungs- und Suspensionspolymerisation. Bei der Fällungspolymerisation werden solche Lösungsmittel eingesetzt, in denen die Monomeren Olefin oder Cycloolefin und Maleinsäureanhydrid, löslich und das gebildete Copolymere unlöslich ist und ausfällt. Solche Lösungsmittel sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol sowie die technischen Xylolgemische, Ethylbenzol, Cumol sowie Halogenwasserstoffe wie Methylenchlorid, 1,1- und 1,2-Dichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethylen, 1,1,2-Trichlorethan, Perchlorethylen, 1,2-Dichlorpropan, Butylchlorid, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, 1,1,1,2-Tetrachlor-2,2-difluorethan, 1,1,2,2-Tetrachlor-1,2-difluorethan und Ether wie Diethylether, Dipropylether, Dibutylether, Methyl-tert.-butylether, Diethylenglykoldimethylether und Mischungen untereinander. Bei der Suspensionspolymerisation werden solche Lösungsmittel eingesetzt, in denen alle oder mindestens eines der Monomeren und die gebildeten Polymeren unlöslich sind. Hierfür geeignet sind geradkettige und verzweigte aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe. Vorzugsweise seien beispielsweise genannt Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Ethylcyclohexan, Dimethylcyclohexan, Diethylcyclohexan und Mischungen untereinander. Bei der Durchführung der Fällungspolymerisation ist es zweckmäßig, besonders wenn bei Konzentrationen über 40 Gew.-% gearbeitet wird, und bei der Suspensionspolymerisation ist es zwingend notwendig, in Gegenwart eines Schutzkolloids zu arbeiten zur Verhinderung der Aggregatbildung. Als Schutzkolloide sind polymere Stoffe geeignet, die in den Lösungsmitteln gut löslich sind und keine Reaktion mit den Monomeren eingehen. Geeignet sind beispielsweise Copolymere des Maleinsäureanhydrids mit Vinylalkylethern und/oder Olefinen mit 8 bis 20 C-Atomen sowie deren Monoester mit C₁₀- bis C₂₀-Alkoholen oder Mono- und Diamide mit C₁₀- bis C₂₀-Alkylaminen sowie Polyalkylvinylether, deren Alkylgruppe 1 bis 20 C-Atome enthält, wie beispielsweise Polymethyl-, Polyethyl-, Polyisobutyl- sowie Polyokta decylvinylether. Die zugesetzten Mengen an Schutzkolloid liegen üblicherweise bei 0,05 bis 4 Gew.-% (berechnet auf eingesetzte Monomere), vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, wobei es oftmals von Vorteil ist, mehrere Schutzkolloide zu kombinieren. Bei der Polymerisation ist es zweckmäßig, das Lösungsmittel, das Schutzkolloid und ein Monomeres im Reaktor vorzulegen und bei gewählter Polymerisationstemperatur unter intensivem Rühren das Comonomer und den Initiator sowie gegebenenfalls den Coinitiator und Regler zuzudosieren. Dabei ist es im allgemeinen unwesentlich, ob das Maleinsäureanhydrid vorgelegt wird und die Olefine oder Cycloolefine zudosiert werden, oder ob die Olefine oder Cycloolefine vorgelegt werden und das Maleinsäureanhydrid zudosiert wird. Natürlich ist es auch möglich, nur das Lösungsmittel und das Schutzkolloid vorzulegen und die Monomeren - Olefin oder Cycloolefin + Maleinsäureanhydrid - gemeinsam zuzudosieren. Die Zulaufzeiten für Monomer und Initiator sind im allgemeinen zwischen 1 und 10 Std., vorzugsweise 2 und 5 Std. Es ist auch möglich, alle Einsatzstoffe gemeinsam in einem Reaktor zu polymerisieren, wobei jedoch Probleme mit der Wärmeabführung auftreten können, so daß eine solche Arbeitsweise weniger zweckmäßig ist. Die Konzentrationen der zu polymerisierenden Monomeren liegen zwischen 20 und 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%. Aus den Polymerisatsuspensionen können direkt in Verdampfern wie beispielsweise Bandtrocknern, Schaufeltrocknern, Sprühtrocknern und Wirbelbett-Trocknern die Polymeren isoliert werden. Beim Arbeiten in geeigneten Lösungsmitteln, die Kraftstoffen direkt zugesetzt werden können, kann die weitere Umsetzung zum Alkali- bzw. Erdalkalisalz und Ester und/oder Amid direkt in der Suspension durchgeführt werden. Die Fällungs- und Suspensionspolymerisation ist besonders geeignet zur Herstellung von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Olefinen mit 2 bis etwa 10 C-Atomen. Falls Olefine mit höherer Anzahl von C-Atomen verwendet werden, kann bereits der Fall eintreten, daß die gebildeten Copolymeren im Lösungsmittel löslich sind, so daß die Polymerisation bereits als Lösungsmittelpolymerisation anzusehen ist, wie sie nachstehend näher beschrieben wird.Other methods for the simple production of copolymers of malein Acid anhydride with olefins or cycloolefins are the precipitation and Suspension polymerization. In the case of precipitation polymerization, such Solvents used in which the monomers olefin or cycloolefin and maleic anhydride, soluble and the copolymer formed insoluble is and fails. Such solvents are, for example, aromatic Hydrocarbons such as benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene and the technical xylene mixtures, ethylbenzene, cumene and hydrogen halide such as methylene chloride, 1,1- and 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichlorethylene, 1,1,2-trichloroethane, perchlorethylene, 1,2-dichloropropane, butyl chloride, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, 1,1,1,2-tetrachloro-2,2-difluoroethane, 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-difluoroethane and ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, methyl tert-butyl ether, Diethylene glycol dimethyl ether and mixtures with one another. At the suspension polymerization, such solvents are used in which all or at least one of the monomers and the formed Polymers are insoluble. Straight-chain and are suitable for this branched aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons. Pentane, hexane, heptane, octane, Isooctane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, dimethylcyclohexane, Diethylcyclohexane and mixtures with each other. In the It is expedient to carry out the precipitation polymerization, especially if working at concentrations above 40 wt .-%, and at Suspension polymerization is imperative in the presence of a Protective colloids work to prevent aggregation. As Protective colloids are suitable polymeric substances in the solvents are readily soluble and do not react with the monomers. Suitable are, for example, copolymers of maleic anhydride with vinyl alkyl ethers and / or olefins with 8 to 20 carbon atoms and their monoesters with C₁₀ to C₂₀ alcohols or mono- and diamides with C₁₀ to C₂₀ alkylamines as well as polyalkyl vinyl ethers whose alkyl group contains 1 to 20 carbon atoms, such as for example polymethyl, polyethyl, polyisobutyl and polyocta decyl vinyl ether. The added amounts of protective colloid are usually 0.05 to 4% by weight (calculated on the monomers used), preferably 0.1 to 2% by weight, it often being advantageous to have several Combine protective colloids. In the polymerization, it is advisable the solvent, the protective colloid and a monomer in the reactor submit and at selected polymerization temperature under intense Stir the comonomer and the initiator and optionally the Add the coinitiator and regulator. It is in general irrelevant whether the maleic anhydride is submitted and the olefins or cycloolefins are metered in, or whether the olefins or cycloolefins are presented and the maleic anhydride is metered in. of course is it is also possible to present only the solvent and the protective colloid and the monomers - olefin or cycloolefin + maleic anhydride - to dose together. The feed times for monomer and initiator are in generally between 1 and 10 hours, preferably 2 and 5 hours. It is also possible to polymerize all feed materials together in one reactor, however, problems with heat dissipation can occur, so that a such way of working is less appropriate. The concentrations of the too polymerizing monomers are between 20 and 80% by weight, preferably 30 up to 70% by weight. The polymer suspensions can be used directly in evaporators such as belt dryers, paddle dryers, spray dryers and Fluid bed dryers which isolate polymers. When working in suitable solvents that are added directly to fuels can, the further conversion to the alkali or alkaline earth metal salt and Ester and / or amide can be carried out directly in the suspension. The Precipitation and suspension polymerization is particularly suitable for Preparation of copolymers from maleic anhydride and olefins with 2 up to about 10 carbon atoms. If olefins with a higher number of carbon atoms can be used, the case may already occur that the educated Copolymers are soluble in the solvent, so that the polymerization is already to be regarded as solvent polymerization, as follows is described in more detail.
Die Lösungspolymerisation wird durchgeführt in Lösungsmitteln, in denen die Monomeren und die gebildeten Copolymeren löslich sind. Es sind hierfür alle Lösungsmittel geeignet, die diese Vorgabe erfüllen und die mit den Monomeren keine Reaktionen eingehen. Beispielsweise sind dies Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylisobutylketon, Ethylacetat, Butylacetat, Tetrahydrofuran und Dioxan, wobei zur Erzielung niedermolekularer Copolymerer Tetrahydrofuran und Dioxan besonders gut geeignet sind. Wie bei der Masse-, Suspensions- und Fällungspolymerisation ist es auch hier zweckmäßig, das Lösungsmittel und eine Monomerkomponente vorzulegen und die zweite Komponente mit dem Initiator und gegebenenfalls Co-Initiator und Regler zuzudosieren. Dabei können Lösungsmittel und Maleinsäureanhydrid im Polymerisationsreaktor vorgelegt und nach Erreichen der Polymerisationstemperatur dann das Olefin bzw. Cycloolefin und der Initiator sowie gegebenenfalls Coinitiator und Regler zudosiert werden. Günstiger ist es jedoch, Lösungsmittel und Olefin oder Cycloolefin vorzulegen und das Maleinsäureanhydrid sowie den Initiator und gegebenenfalls den Coinitiator und Regler bei der gewählten Polymerisationstemperatur zuzudosieren. Diese Arbeitsweise liefert weniger gefärbte Polymerlösungen. Die Konzentrationen der zu polymerisierenden Monomeren liegen zwischen 20 und 80 Gew.-%, bevorzugt 30 und 70 Gew.-%. Das feste Copolymer kann problemlos durch Verdampfen des Lösungsmittels isoliert werden. Aber auch hier ist es zweckmäßig, ein Lösungsmittel zu wählen, in dem die weitere Umsetzung zum Alkali- bzw. Erdalkalisalz und mit Alkoholen und/oder Aminen erfolgen kann.Solution polymerization is carried out in solvents in which the monomers and the copolymers formed are soluble. It is for this suitable for all solvents that meet this requirement and that use the Monomers do not react. For example, these are acetone, Methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, Butyl acetate, tetrahydrofuran and dioxane, being used to achieve low molecular weight copolymers tetrahydrofuran and dioxane are particularly good are suitable. As with bulk, suspension and precipitation polymerization it is also expedient here, the solvent and a monomer component to submit and the second component with the initiator and, if necessary Add the co-initiator and controller. Solvents and Maleic anhydride placed in the polymerization reactor and after reaching the polymerization temperature then the olefin or cycloolefin and the Initiator and optionally coinitiator and regulator are added. However, it is cheaper to use solvents and olefins or cycloolefins to submit and the maleic anhydride and the initiator and, if appropriate the coinitiator and regulator at the chosen polymerization temperature meter in. This procedure provides less colored polymer solutions. The concentrations of the monomers to be polymerized are between 20 and 80% by weight, preferably 30 and 70% by weight. The solid copolymer can easily be isolated by evaporating the solvent. But here too it is advisable to choose a solvent in which the further conversion to the alkali or alkaline earth salt and with alcohols and / or amines can take place.
Die in der ersten Verfahrensstufe erhaltenen Copolymeren aus Olefinen bzw. Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid werden anschließend zu den Estern und/oder Amiden und/oder Ammoniumsalzen und zu den Alkali- bzw. Erdalkalimetallsalzen umgesetzt.The copolymers of olefins or Cycloolefins and maleic anhydride then become the esters and / or amides and / or ammonium salts and to the alkali or Alkaline earth metal salts implemented.
Für die Umsetzung der Copolymeren zu den Estern und/oder Amiden werden Alkohole und/oder Amine mit bis zu 50 C-Atomen verwendet. For the implementation of the copolymers to the esters and / or amides Alcohols and / or amines with up to 50 carbon atoms are used.
In der Regel werden Amine der allgemeinen FormelAs a rule, amines of the general formula
verwendet, in der R¹ und R² gleiche oder unterschiedliche unsubstituierte oder substituierte, gegebenenfalls einfach olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste bedeuten, die im allgemeinen 1 bis 25, vorzugsweise 5 bis 25 C-Atome aufweisen, oder in der R¹ für H- steht und R² einen unsubstituierten oder substituierten, gegebenenfalls einfach olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit im allgemeinen 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 50, insbesondere 8 bis 30 C-Atomen bedeutet. Geeignete Amine sind z. B. Di-2-ethylhexylamin, Dioleylamin. Mit besonderem Vorteil werden Isotridecylamin und Diisotridecylamin verwendet.used in which R¹ and R² are the same or different unsubstituted or substituted, optionally simply olefinically unsaturated Hydrocarbon radicals, which are generally 1 to 25, preferably Have 5 to 25 carbon atoms, or in which R¹ is H- and R² is one unsubstituted or substituted, optionally simply olefinic unsaturated hydrocarbon radical with generally 1 to 50, preferably 5 to 50, in particular 8 to 30 carbon atoms. Suitable Amines are e.g. B. Di-2-ethylhexylamine, dioleylamine. With a special advantage isotridecylamine and diisotridecylamine are used.
Für die Veresterung der Copolymeren aus Olefinen bzw. Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid werden im allgemeinen Alkohole mit 1 bis 50 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis 40 C-Atomen, insbesondere 5 bis 30 C-Atomen verwendet. Bei ausreichend langem α-Olefin des Copolymeren sind auch mehrwertige Alkohole wie z. B. Neopentylglykol oder Pentaerythrit vorteilhaft.In general, alcohols having 1 to 50 carbon atoms, preferably 4 to 40 carbon atoms, in particular 5 to 30 carbon atoms, are used for the esterification of the copolymers of olefins or cycloolefins and maleic anhydride. With a sufficiently long α- olefin of the copolymer, polyhydric alcohols such as. B. neopentyl glycol or pentaerythritol advantageous.
Im allgemeinen werden die Carboxylgruppen der Copolymeren aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid zu 5 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 70%, insbesondere 15 bis 60% zu den Amiden und/oder Ammoniumsalzen und/oder Estern umgesetzt. Die Umsetzung der Copolymeren aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid mit den Aminen und/oder Alkoholen erfolgt im allgemeinen in der Schmelze oder nach Verdünnen mit einem geeigneten Lösungsmittel. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise die vorstehend für die Herstellung der Copolymeren aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid durch Fällungs-, Suspensions- und Lösungspolymerisation genannten Lösungsmittel in Betracht. Vorzugsweise werden aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt.Generally, the carboxyl groups of the copolymers become from olefins or cycloolefins and maleic anhydride at 5 to 80%, preferably 10 up to 70%, in particular 15 to 60%, of the amides and / or ammonium salts and / or esters implemented. The implementation of the copolymers from olefins or Cycloolefins and maleic anhydride with the amines and / or alcohols generally takes place in the melt or after dilution with a suitable solvent. Examples of suitable solvents are above for the preparation of the copolymers from olefins or Cycloolefins and maleic anhydride by precipitation, suspension and Solution polymerization solvent called into consideration. Preferably become aromatic, aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons used.
Bei der Umsetzung mit den Aminen werden im allgemeinen Temperaturen von 20 bis 150°C, vorzugsweise 20 bis 120°C, insbesondere 30 bis 100°C angewendet. Die Veresterung mit den Alkoholen erfolgt in der Regel bei Temperaturen von 20 bis 200°C, vorzugsweise 80 bis 200°C. When reacting with the amines, temperatures of 20 up to 150 ° C, preferably 20 to 120 ° C, especially 30 to 100 ° C applied. The esterification with the alcohols usually takes place at Temperatures from 20 to 200 ° C, preferably 80 to 200 ° C.
Im einzelnen geht man beispielsweise bei der Umsetzung mit den Aminen so vor, daß man das Copolymere aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid z. B. in einem Reaktionsgefäß, beispielsweise in geschmolzener Form oder in einem Lösungsmittel, vorlegt und unter Rühren bei Temperaturen von 60 bis 90°C das Amin einträgt und 1 bis 2 Std. unter Rühren umsetzt. Dabei erhält man in der Regel das Halbamid, bei dem bei überschüssiger Aminzugabe die verbleibende Carboxylgruppe als Alkylammoniumsalz vorliegt.This is how it is done, for example, when reacting with the amines before that the copolymer of olefins or cycloolefins and Maleic anhydride e.g. B. in a reaction vessel, for example in molten form or in a solvent, presented and with stirring at temperatures of 60 to 90 ° C the amine enters and under 1 to 2 hours Stirring. You usually get the half amide, where at excess amine the remaining carboxyl group as Alkyl ammonium salt is present.
In entsprechender Weise kann auch die Veresterung der Copolymeren aus Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid mit den Alkoholen erfolgen, wobei die Veresterung thermisch oder durch saure Katalyse, z. B. durch Phosphorsäure, erfolgen kann. Dabei erhält man in der Regel Halbester, die man als solche oder nach Teilamidierung oder Teilneutralisation der verbleibenden Carboxylgruppen mit Aminen für die weitere Umsetzung zu den Alkali- oder Erdalkalisalzen einsetzen kann.The esterification of the copolymers can also be carried out in a corresponding manner Olefins or cycloolefins and maleic anhydride with the alcohols take place, the esterification thermally or by acidic catalysis, for. B. by phosphoric acid. You usually get Half esters, which as such or after partial amidation or Partial neutralization of the remaining carboxyl groups with amines for the can use further implementation of the alkali or alkaline earth salts.
Die erhaltenen Amide und/oder Ester und/oder Ammoniumsalze der Copolymeren von Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid werden zur Überführung der verbleibenden Carboxylgruppen in die Alkali- oder Erdalkalimetallsalze mit einer basischen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallverbindung, z. B. den Hydroxiden, Carbonaten oder Alkoholaten, umgesetzt. Beispielsweise werden zur Herstellung der Kaliummetallsalze die Lösungen der Amide und/oder Ester und/oder Ammoniumsalze der Copolymeren von Olefinen oder Cycloolefinen und Maleinsäureanhydrid mit der berechneten Menge Kaliumverbindung, z. B. einer Lösung von KOH oder KOCH₃ zweckmäßig in Alkoholen, z. B. einem C₁- bis C₆-Alkohol wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, umgesetzt. Aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch werden die Lösungsmittel und gebildetes Wasser zweckmäßig im Vakuum abgezogen.The amides and / or esters and / or ammonium salts of the copolymers obtained of olefins or cycloolefins and maleic anhydride are used for Conversion of the remaining carboxyl groups into the alkali or Alkaline earth metal salts with a basic alkali metal or alkaline earth metal compound, e.g. B. the hydroxides, carbonates or alcoholates, implemented. For example, for the production of the potassium metal salts Solutions of the amides and / or esters and / or ammonium salts of the copolymers of olefins or cycloolefins and maleic anhydride with the calculated amount of potassium compound, e.g. B. a solution of KOH or KOCH₃ useful in alcohols, e.g. B. a C₁ to C₆ alcohol such as methanol, Ethanol, propanol, butanol, implemented. From the reaction mixture obtained the solvents and water formed are expedient in a vacuum deducted.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätze werden als Erdalkalimetallsalze oder Alkalimetallsalze verwendet, wobei Alkalimetallsalze bevorzugt werden. Geeignete Erdalkalimetallsalze sind z. B. die Magnesium- oder Calciumsalze. Als Alkalimetallsalze kommen die Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsiumsalze in Betracht, wobei die Kaliumsalze bevorzugt verwendet werden. Der Alkalimetall- bzw. Erdalkalimetallanteil in den erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätzen beträgt, bezogen auf den Kraftstoffzusatz im allgemeinen mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 4 bis 20 Gew.-%, mit besonderem Vorteil 4 bis 15 Gew.-%. The fuel additives according to the invention are called alkaline earth metal salts or alkali metal salts are used, with alkali metal salts being preferred will. Suitable alkaline earth metal salts are e.g. B. the magnesium or Calcium salts. The alkali metal salts are the lithium, sodium, Potassium, rubidium, cesium salts into consideration, the potassium salts are preferably used. The proportion of alkali metal or alkaline earth metal in the fuel additives according to the invention, based on the Fuel addition in general at least 3 wt .-%, preferably 3 to 25% by weight, in particular 4 to 20% by weight, with particular advantage 4 to 15% by weight.
Die neuen Kraftstoffzusätze werden den Kraftstoffen für Ottomotoren in der Regel in Mengen von 10 bis 2000 Gew.-ppm, vorzugsweise von 50 bis 1000 Gew.-ppm zugegeben.The new fuel additives are used in petrol engines in the Usually in amounts of 10 to 2000 ppm by weight, preferably from 50 to 1000 ppm by weight added.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe können neben den Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen zusätzlich noch bekannte Antioxidantien auf Phenol- oder Aminbasis enthalten. Insbesondere ist es vorteilhaft, Kraftstoffzusätze zur Reinigung und Reinhaltung des Einlaßsystems mit phenolischen Antioxidantien zur Erhöhung der Lagerstabilität der Kraftstoffe zu kombinieren.In addition to the alkali metal or Alkaline earth metal salts additionally known antioxidants Phenol or amine base included. In particular, it is advantageous Fuel additives for cleaning and keeping the intake system clean phenolic antioxidants to increase the storage stability of the Combine fuels.
Als gute Lösungsmittel bzw. Lösungsvermittler für die genannten, den Kraftstoff zuzusetzenden Komponenten haben sich Rückstandsöle aus der Oxoalkoholsynthese erwiesen.As a good solvent or solubilizer for the above Components to be added to fuel have residual oils from the Oxo alcohol synthesis proven.
Vorzugsweise verwendet man Oxoalkoholrückstände aus der Butanol-, Isobutanol-, Pentanol-, Hexanol-, Heptanol-, Oktanol-, Nonanol-, Dekanol-, Undekanol- oder Dodekanolsynthese. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Oxoalkoholrückständen aus der Butanolsynthese. Daneben sind auch andere Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische verwendbar, die eine homogene Mischung der Komponenten in den weiter oben genannten Gewichtsverhältnissen ergeben. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Benzinzusätze ist nicht nur auf Fahrbenzine beschränkt. Es hat sich gezeigt, daß man sie auch in Flugbenzinen verwenden kann, insbesondere in Flugbenzinen für Kolbenmotoren. Desgleichen wirken die erfindungsgemäßen Verbindungen nicht nur in Vergasermotoren, sondern auch bei Motoren mit Einspritzanlagen für den Kraftstoff.Oxo alcohol residues from the butanol, isobutanol, Pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, Undecanol or dodecanol synthesis. This is particularly advantageous Use of oxo alcohol residues from butanol synthesis. Are next to it other solvents or solvent mixtures can also be used, the one homogeneous mixture of the components in the weight ratios mentioned above surrender. The effect of the gasoline additives according to the invention is not just limited to gasoline. It has been shown that you can can also be used in aviation fuels, especially in aviation fuels for Piston engines. Likewise, the compounds of the invention do not work only in carburetor engines, but also in engines with injection systems for the fuel.
Die mit dem neuen Zusatz versehenen Kraftstoffe können noch weitere, übliche Zusätze, z. B. oktanzahlverbessernde Zusätze oder auch sauerstoffhaltige Komponenten, z. B. Methanol, Ethanol oder Methyltertiärbutylether enthalten.The fuels provided with the new additive can still usual additives, e.g. B. octane-improving additives or oxygen-containing Components, e.g. B. methanol, ethanol or methyl tertiary butyl ether contain.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
In den Beispielen 1 bis 5 wird die Herstellung der Copolymeren aus Olefinen und Maleinsäureanhydrid beschrieben.In Examples 1 to 5, the copolymers are produced from Olefins and maleic anhydride are described.
Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile. Die Molmassen wurden durch Gelpermeationschromatographie bestimmt, wobei als Elutionsmittel Tetrahydrofuran und zur Eichung eng verteilte Fraktionen von Polystyrol eingesetzt werden.The parts specified are parts by weight. The molecular weights were determined by Gel permeation chromatography determined using eluent Tetrahydrofuran and narrowly distributed fractions of polystyrene for calibration be used.
In einem Edelstahldruckrührkessel von 5 l Inhalt wurden 980 Teile Maleinsäureanhydrid, 1440 Teile technisches Xylol und 14 Teile Polyvinylether vom K-Wert 50 (gemessen 1-gew.-%ig in Cyclohexanon bei 25°C) vorgelegt, dreimal mit 3 bar Stickstoff abgepreßt und auf 140°C erhitzt. Anschließend wurden 600 Teile Isobuten innerhalb 3 Std. und eine Lösung aus 46,2 Teilen tert.-Butyl-2-perethylhexanoat und 30,8 Teilen Ditert.-butylperoxid in 100 Teilen Xylol innerhalb 3,5 Std. gleichmäßig in den Rührkessel dosiert und anschließend noch 1 Std. nacherhitzt. Anschließend wurde unter Abdestillation von Xylol vorsichtig entspannt und gegen Ende der Xyloldestillation unter Anlegen von Vakuum abdestilliert. Bei 140°C fiel das Polymer als Schmelze an. Nach Abkühlen lag das Polymer als hellbraunes, sprödes Harz vor, dessen Molmasse 2500 g/mol betrug.980 parts were placed in a stainless steel pressure stirred kettle with a capacity of 5 l Maleic anhydride, 1440 parts technical xylene and 14 parts polyvinyl ether with a K value of 50 (measured 1% by weight in cyclohexanone at 25 ° C.), pressed three times with 3 bar nitrogen and heated to 140 ° C. Then 600 parts of isobutene and a solution within 3 hours from 46.2 parts of tert-butyl-2-perethylhexanoate and 30.8 parts of di-tert-butyl peroxide in 100 parts of xylene within 3.5 hours evenly in the The stirred kettle is metered in and then reheated for 1 hour. Subsequently was carefully released while distilling off xylene and towards the end the xylene distillation distilled off under vacuum. At 140 ° C the polymer formed as a melt. After cooling, the polymer lay as light brown, brittle resin, the molecular weight of which was 2500 g / mol.
In einem Reaktor wie bei Beispiel 1 wurden 1612,5 Teile Diisobuten und 73,5 Teile Maleinsäureanhydrid vorgelegt, dreimal mit 3 bar Stickstoff abgepreßt und auf 160°C erhitzt. Danach wurden innerhalb 3 Std. 1396,5 Teile Maleinsäureanhydrid und innerhalb 4 Std. eine Lösung von 150 Teilen Ditert.-butylperoxid in 94,5 Teilen Diisobuten gleichmäßig zudosiert. Anschließend wurde noch 1 Std. nacherhitzt. Anschließend wurde vorsichtig entspannt und das überschüssige Diisobuten abdestilliert, gegen Ende durch Anlegen von Vakuum. Bei 150°C lag das molare Copolymere aus Maleinsäureanhydrid und Diisobuten als Schmelze vor. Nach Erstarren lag das Copolymere als sprödes Harz vor. Die Molmasse betrugt 2040 g/mol.In a reactor as in Example 1, 1612.5 parts of diisobutene and 73.5 parts of maleic anhydride initially charged, three times with 3 bar of nitrogen pressed and heated to 160 ° C. Then within 3 hours 1396.5 parts of maleic anhydride and a solution of within 4 hours 150 parts of di-tert-butyl peroxide in 94.5 parts of diisobutene evenly added. The mixture was then reheated for 1 hour. Then was carefully relaxed and the excess diisobutene distilled off against End by applying vacuum. The molar copolymer was at 150 ° C Maleic anhydride and diisobutene as a melt. After freezing lay the copolymer as a brittle resin. The molar mass was 2040 g / mol.
In einem 4-l-Glasrührkolben wurden 1500 Teile Oktadecen-1 vorgelegt und im schwachen Stickstoffstrom auf 190°C erhitzt. Nun wurden innerhalb 2 Std. 588 g Maleinsäureanhydrid in flüssiger Form und eine Lösung von 21 Teilen Ditert.-butylperoxid in 42,8 Teilen Oktadecen-1 zudosiert. Danach wurde noch 2 Std. nacherhitzt und die viskose Polymerschmelze auf ein Blech entleert, wobei sie zu einem spröden bräunlichen Harz erstarrte. Die Molmasse betrug 4800 g/mol.In a 4-liter glass flask, 1500 parts of octadecene-1 were placed and in weak nitrogen flow heated to 190 ° C. Now within 2 hours 588 g of maleic anhydride in liquid form and a solution of 21 parts Ditert.-butyl peroxide was added in 42.8 parts of octadecene-1. After that was reheated for 2 hours and the viscous polymer melt on a sheet emptied, solidifying into a brittle brownish resin. The Molar mass was 4800 g / mol.
In einem 4-l-Glasrührkolben wurden 1195 Teile eines C₂₀-C₂₄-Olefin-1-Gemisches (Gulftene C₂₀-C₂₄) im schwachen Stickstoffstrom auf 190°C erhitzt und 392 Teile Maleinsäureanhydrid und 16 Teile Ditert.-butyl-peroxid in 4 Std. gleichmäßig zudosiert und anschließend noch 2 Std. nacherhitzt. Anschließend wurde die gelbliche, viskose Schmelze auf ein Blech entleert, wobei sie zu einem gelben, spröden Harz erstarrte. Die Molmasse betrug 8900 g/mol.In a 4-liter glass flask, 1195 parts of a C₂₀-C₂₄-olefin-1 mixture (Gulftene C₂₀-C₂₄) in a weak nitrogen flow to 190 ° C heated and 392 parts of maleic anhydride and 16 parts of di-tert-butyl peroxide evenly metered in 4 hours and then 2 hours reheated. The yellowish, viscous melt was then applied to a Sheet emptied, solidifying into a yellow, brittle resin. The Molar mass was 8900 g / mol.
In einem Glasrührkolben wurden 1671,4 Teile eines C₃₀-Olefins (Gulftene 30+) im schwachen Stickstoffstrom auf 180°C erhitzt und innerhalb 4 Std. 392 Teile Maleinsäureanhydrid und 20,5 Teile Ditert.-butylperoxid gleichmäßig zudosiert. Anschließend wurde noch 2 Std. nacherhitzt und die viskose gelbe Schmelze auf ein Blech entleert, wobei sie zu einem gelben spröden Harz erstarrte. Die Molmasse betrug 1600 g/mol.1671.4 parts of a C₃₀ olefin (Gulftene 30+) heated to 180 ° C in a weak nitrogen stream and within 4 hours. 392 parts maleic anhydride and 20.5 parts di-tert-butyl peroxide evenly dosed. Then it was reheated for a further 2 hours and the emptied viscous yellow melt onto a metal sheet, turning it into a yellow one brittle resin froze. The molar mass was 1600 g / mol.
Die in den Beispielen 1 bis 5 erhaltenen Copolymeren wurden gemäß den Beispielen 6 bis 11 in die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätze übergeführt, indem sie zunächst mit Aminen und/oder Alkoholen zu den entsprechenden Amiden und/oder Alkoholen und danach zu den entsprechenden Kaliumsalzen umgesetzt wurden.The copolymers obtained in Examples 1 to 5 were prepared according to the Examples 6 to 11 in the fuel additives according to the invention transferred by first to the amines and / or alcohols corresponding amides and / or alcohols and then the corresponding Potassium salts were implemented.
Für die Umsetzung zu den Amiden wurden die Copolymeren aus den Beispielen 1 bis 5 n-Hexan oder Xylol gelöst und die Amine bei Temperaturen von 30 bis 100°C zu den Copolymeren unter Rühren hinzu gegeben. Anschließend wurde noch 1 bis 2 Stunden nachgerührt.For the conversion to the amides, the copolymers from the Examples 1 to 5 dissolved n-hexane or xylene and the amines Temperatures of 30 to 100 ° C to the copolymers with stirring given. The mixture was then stirred for a further 1 to 2 hours.
Entsprechend wurden die Ester durch thermische oder sauer katalysierte Umsetzung (Zugabe von 0,1 Gew.-% Phosphorsäure) der Copolymeren mit den entsprechenden Alkoholen bei Temperaturen von 90 bis 110°C erhalten. Der Reaktionsverlauf der Amid- und Esterbildung wurde im IR-Spektrum verfolgt.Accordingly, the esters were catalyzed by thermal or acid Implementation (addition of 0.1 wt .-% phosphoric acid) of the copolymers with the corresponding alcohols obtained at temperatures from 90 to 110 ° C. The The course of the amide and ester formation was monitored in the IR spectrum.
Zur Herstellung der Kaliumsalze wurden die erhaltenen, die Amide bzw. Ester der Copolymere enthaltenden Reaktionslösungen mit 20 gew.-%iger ethanolischer KOH-Lösung, die die berechnete KOH-Menge enthielt, versetzt und aus dem erhaltenen Gemisch im Vakuum bei Temperaturen von 70 bis 90°C die Lösungsmittel und das gebildete Wasser abgezogen.To produce the potassium salts, the amides or Esters of the copolymers containing reaction solutions with 20 wt .-% ethanolic KOH solution containing the calculated amount of KOH added and from the mixture obtained in vacuo at temperatures of 70 to 90 ° C. the solvents and the water formed are drawn off.
In der Tabelle sind die Einzelheiten der Reaktionsbedingungen in den Beispielen 6 bis 11 angegeben. MSA steht für Maleinsäureanhydrid. Die Mol-Angaben beziehen sich auf 100 g Copolymeres. The details of the reaction conditions in Examples 6 to 11 are given in the table. MSA stands for maleic anhydride. The molar data relate to 100 g of copolymer.
Um den günstigen Einfluß der erfindungsgemäßen Kraftstoffe auf das Korrosionsverhalten von Ottomotoren zu zeigen, wird unverbleiter, nicht additivierter Super-Ottokraftstoff (SOK) (Produkt der Erdölraffinerie Mannheim) einer Korrosionsprüfung gemäß DIN 51 585 bzw. ASTM D 665-60 bzw. IP 135/64 bei einer Temperatur von 23°C und einer Prüfzeit von 5 h unterworfen, wobei die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätze aus den Beispielen 6 bis 10 dem Kraftstoff jeweils in Mengen von 300 Gew.-ppm zugesetzt werden. Bei den erfindungsgemäßen Kraftstoffen wird am Stahlfinger keinerlei Korrosion festgestellt. Dagegen wird beim nicht additivierten Kraftstoff der Korrosionsgrad 3 festgestellt.To the favorable influence of the fuels of the invention on the Showing corrosion behavior of gasoline engines is unleaded, not additive super petrol (SOK) (product of the oil refinery Mannheim) a corrosion test according to DIN 51 585 or ASTM D 665-60 or IP 135/64 at a temperature of 23 ° C and a test time of 5 h subject, the fuel additives according to the invention from the Examples 6 to 10 each of the fuel in amounts of 300 ppm by weight be added. In the fuels of the invention Steel fingers found no corrosion. In contrast, the will not additized fuel the degree of corrosion 3 determined.
Bei der motorischen Prüfung auf einem Opel Kadett-Motor gemäß CEC F-02-C-79 mit einem Kraftstoff gemäß Beispiel 11, der einen Zusatz von 300 Gew.-ppm der Kalium-Verbindung gemäß Beispiel 6 enthält, werden die Ventilablagerungen von durchschnittlich 327 mg/Einlaßventil auf 204 mg/Einlaß gesenkt. Hierdurch wird der übliche Additivbedarf zum Schutz und zur Reinhaltung der Einlaßsysteme erheblich gesenkt.According to the engine test on an Opel Kadett engine CEC F-02-C-79 with a fuel according to Example 11, which is an addition of Contains 300 ppm by weight of the potassium compound according to Example 6, the Valve deposits averaging 327 mg / inlet valve 204 mg / inlet decreased. This makes the usual additive requirement for protection and significantly reduced to keep the intake systems clean.
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